JP4168332B2 - SEALING DEVICE AND SCROLL TYPE FLUID MACHINE USING THE SEALING DEVICE - Google Patents

SEALING DEVICE AND SCROLL TYPE FLUID MACHINE USING THE SEALING DEVICE Download PDF

Info

Publication number
JP4168332B2
JP4168332B2 JP2003097288A JP2003097288A JP4168332B2 JP 4168332 B2 JP4168332 B2 JP 4168332B2 JP 2003097288 A JP2003097288 A JP 2003097288A JP 2003097288 A JP2003097288 A JP 2003097288A JP 4168332 B2 JP4168332 B2 JP 4168332B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal
pressure side
intrusion
groove
fluid machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003097288A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004301093A (en
Inventor
宏治 福井
和孝 末藤
英明 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2003097288A priority Critical patent/JP4168332B2/en
Publication of JP2004301093A publication Critical patent/JP2004301093A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4168332B2 publication Critical patent/JP4168332B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摺動面間に設けられ、高圧側の流体と低圧側の流体とを遮断する箇所に設けられるシール装置であって、例えばスクロール式流体機械に好適に用いられるシール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、スクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシングに設けられた固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、前記ケーシング内で該駆動軸に旋回可能に設けられ、前記固定スクロールと衝合状態で摺接する旋回スクロールと、該旋回スクロールと固定スクロールとの間に画成された複数の圧縮室とを備えたものが知られている。
【0003】
近年では、圧縮空気量を増やすために、下記の如く構成されたものが知られている(特許文献1)。
【0004】
即ち、この従来技術によるスクロール式流体機械は、ケーシングの軸方向に離間して第1、第2の固定スクロールを設け、該第1、第2の固定スクロールと対向するように、鏡板に渦巻状のラップ部が立設された前記第1、第2の旋回スクロールとを備える構成としている。
【0005】
ところで、上述した従来技術のスクロール式流体機械は、2段圧縮機として用いる場合に、第1、第2の固定スクロールのうち低圧側となる固定スクロールの吐出口と高圧側となる固定スクロールの吸込口とを接続し、低圧側の固定スクロールと旋回スクロールとの間で圧縮した圧縮空気を、さらに高圧側の固定スクロールと旋回スクロールとの間に導くことにより、2段階で圧縮した高圧な圧縮空気をタンク等に貯えるものである。
【0006】
しかし、このような2段のスクロール式流体機械においては、高圧側のスクロール最外周側の圧縮室が大気圧よりも高い圧力となっているので、最外周側の圧縮室から圧縮空気が外部に漏洩する虞れがあり、圧縮効率を向上できないという問題がある。
【0007】
このような問題点を解決するため、特許文献2に示すスクロール圧縮機で示すようなシール(接触シール)を用いることが考えられる。このシールは、最外周側の圧縮室から内部の圧縮流体が外部に漏洩しないように、旋回スクロールの鏡板外周側の溝に内径側が開口した断面略コ字状の弾性を有する樹脂製のシールリングを設けたものである。さらにシールリングの内径側には、ばね部材が設けられている。そしてこのシールは、その内径側に、最外周側の圧縮室の圧縮流体を流入させるよう摺動面間に微小隙間を設け、その圧縮流体によりシールリング、ばね部材を開かせて、シールリングの摺動面を相手摺動面に対し押圧する構成としている。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−356193号公報
【特許文献2】
特開2002−081388号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献2に示す様なシールを用いることにより上記のような問題は解決されるが、特許文献2に示すシールは、予め求めた平均的なばね力の設定をしているため、シールリングの厚みや摺動面間の微小隙間間隔等の加工公差により、必要以上に相手面へシールリングを押付けてしまう場合があり、その場合には摺動抵抗が大となるという問題がある。
【0010】
また、シールリングの相手面への押圧力は、新品の時から良好に機能するよう定めているので、ある程度の時間使用し摺動面間が馴染んだ後も、必要以上に相手面にシールリングを押付けることになり、摺動抵抗のロスやシールリングの耐久性低下などの問題を招くことがある。
【0011】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、高圧側と低圧側とに画成する摺動面間に用いるシール装置において、最適な押圧力でシール部材を相手摺動面に押圧することにより、摺動抵抗を低減し、耐久性を向上したシール装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項1の発明は、一側部材と、該一側部材と対向して配置され摺動運動する他側部材と、前記一側部材と前記他側部材との間に設けられ、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、前記一側部材の摺動面に設けられた溝と、該溝内に挿嵌されるシール部材と、該シール部材と前記溝の間に設けられ、前記高圧側の圧力の侵入を遮断する第1の侵入遮断シールと、前記低圧側の圧力の侵入を遮断する第2の侵入遮断シールと、該第1、第2の侵入遮断シールと前記溝底部側と前記シール部材とで形成される密閉室と、前記シール部材の前記密閉室側と摺動面側とを連通するように前記シール部材に設けられた連通路と、から構成され、前記連通路は、前記摺動部側の開口の高圧側端部が、前記シール部材の摩耗に従い低圧側に移動するように構成したことにある。
【0013】
上述した課題を解決するために請求項4の発明は、一側部材と、該一側部材と対向して配置され摺動運動する他側部材と、前記一側部材と前記他側部材との間に設けられ、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、前記一側部材の摺動面に設けられた環状の溝と、該溝内に挿嵌され、軸方向一面が前記他側部材と摺動する環状のシール部材と、
該シール部材と前記溝の間に設けられ、前記高圧側の圧力の侵入を遮断する第1の侵入遮断シールと、前記低圧側の圧力の侵入を遮断する第2の侵入遮断シールと、該第1、第2の侵入遮断シールと前記溝底部側と前記シール部材とで形成される密閉室と、前記シール部材の前記密閉室側と摺動面側とを連通するように前記シール部材に設けられた連通路と、から構成され、前記連通路には、前記摺動面側から前記密閉室に向けて、高圧側から低圧側に傾斜する傾斜部分を設けたことを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシール装置をスクロール式空気圧縮機に適用した場合を例に挙げ、図1及至図4に従って詳細に説明する。
【0025】
1はスクロール式空気圧縮機の外枠を形成する筒状のケーシングで、該ケーシング1は、図1に示す如く軸線O1−O1を有するケーシング本体2と該ケーシング本体2の両端側に固着された左、右の軸受取付筒部3A、3Bとにより構成されている。そして、軸受取付筒部3Aは環状部3A1と筒部3A2とにより構成されている。また、軸受取付筒部3Bについても環状部3B1と筒部3B2とにより構成されている。
【0026】
4A、4Bはケーシング1の両端側にそれぞれ固定的に設けられた第1、第2の固定スクロールで、該第1の固定スクロール4Aは、略円板状に形成され中心がケーシング1の軸線O1−O1と一致するように配設された鏡板5Aと、該鏡板5Aの表面に立設された渦巻状のラップ部6Aと、鏡板5Aの外周側から該ラップ部6Aを取囲むように軸方向に突出した筒部7Aと、該筒部7Aの外周側から径方向外向きに突出したフランジ部8Aとにより構成されている。
【0027】
そして、固定スクロール4Aは、フランジ部8Aが軸受取付筒部3Aの筒部3A2開口端にボルト(図示せず)等を介して一体に取付けられている。また、固定スクロール4Aには、その外周側に位置して第1の吸込口9Aが設けられ、鏡板5Aの中心側には第1の吐出口10Aが設けられている。
【0028】
また、第2の固定スクロール4B(他側部材)についても、鏡板5B、ラップ部6B、筒部7Bおよびフランジ部8B、第2の吸込口9Bおよび第2の吐出口10Bが設けられている。
【0029】
11は固定スクロール4A、4B間に位置してケーシング本体2内に設けられた電動機で、該電動機11は、ケーシング本体2の内周側に固定的に設けられたステータ12と、該ステータ12の内周側に回転可能に配設されたロータ13とによって構成されている。また、ステータ12の軸線とロータ13の軸線はケーシング1の軸線O1−O1と同一軸線上に配置されている。そして、電動機11は、ロータ13を回転することにより回転軸14を駆動するものである。
【0030】
14は軸受取付筒部3Aの環状部3A1と軸受取付筒部3Bの環状部3B1との間に回転可能に設けられ、後述の旋回軸15と共に出力軸を構成する回転軸で、該回転軸14は、中空軸体として形成され、電動機11のロータ13内周側に挿嵌されて設けられている。そして、回転軸14は、両端がそれぞれ軸受取付筒部3A、3Bの環状部3A1、3B1内に回転可能に設けられている。
【0031】
15は後述の旋回スクロール17A、17B間に設けられた旋回軸で、該旋回軸15は、中実な円柱体として形成され、軸線O1−O1から寸法δだけ偏心した偏心軸線O2−O2上に配置されている。また、旋回軸15は、軸方向の中間部位が大径軸部16となり、軸方向の両側部位が小径軸部16A、16Bとなっている。そして、旋回軸15の小径軸部16A、16Bは、回転軸14の両端側に回転可能に支持され、該回転軸14と共に電動機11の出力軸を構成している。
【0032】
17A、17Bは固定スクロール4Aと対向してケーシング1内に旋回可能に設けられた第1、第2の旋回スクロールで、該第1の旋回スクロール17Aは、第1の固定スクロール4Aと共に低圧側の空気圧縮機を構成している。そして、第1の旋回スクロール17Aは、第1の固定スクロール4Aと同様に、鏡板18Aと渦巻状のラップ部19A等によって構成されている。
【0033】
そして、旋回スクロール17Aは、ラップ部19Aが固定スクロール4Aのラップ部6Aと所定角度(例えば180度)だけずらして重なり合うように配設され、両者のラップ部6A、19A間には複数の圧縮室20Aが画成されている。
【0034】
さらに、旋回スクロール17Aには、その背面中央に位置してボス部21Aが突設されている。そして、ボス部21A内には、旋回軸15の小径軸部16Aが圧入またはボルト止め等により固定して取付けられている。
【0035】
また、第2の旋回スクロール17B(一側部材)は、第2の固定スクロール4Bと共に高圧側の空気圧縮機を構成している。そして、第2の旋回スクロール17Bも、鏡板18B、ラップ部19Bおよびボス部21Bによって大略構成され、このボス部21B内には、旋回軸15の小径軸部16Bが圧入またはボルト止め等の手段により固定して取付けられている。
【0036】
また、第2の旋回スクロール17Bは、第2の固定スクロール4Bとの間で複数の圧縮室20Bを画成し、これらの圧縮室20Bのうち最外周側の圧縮室20B1は、図1に示すように固定スクロール4Bの吸込口9Bと常時連通している。そして、旋回スクロール17Bの背面外周側には後述の接触シール27が取付けられるシール部材嵌合溝17B1(溝)が設けられている。
【0037】
22は第1の吐出口10Aと第2の吸込口9Bとの間に設けられた中間冷却器で、該中間冷却器22は、例えば熱交換器23とファン24等を備えた冷却装置によって構成され、第1の吐出口10Aと第2の吸込口9Bとの間に配管25A、25Bを用いて接続されている。そして、中間冷却器22は、配管25A、25Bによってそれぞれ吐出口10Aから吐出された高温の吐出空気を冷却して吸込口9Bに導くものである。
【0038】
26は第2の固定スクロール4Bの外周側に設けられた摺接リングで、該摺接リング26は、ステンレス鋼等の金属材料によって平板なリング状に形成されている。そして、摺接リング26は、図2に示す如く固定スクロール4Bのフランジ部8B側に設けられたリング取付溝4B1内に嵌着され、その表面は後述の接触シール27に対する摺接面となっている。
【0039】
27は第2の旋回スクロール17Bのシール部材嵌合溝17B1(溝)内に収容して取付けられた接触シールで、該接触シール27は、高圧側の固定スクロール4Bと高圧側の旋回スクロール17Bとの間の高圧側と、その外周室40の低圧側とを気密にシールしている。この外周室40は図示しない位置で大気開放されており、常時大気圧となっている。そして、接触シール27は、シール部材としての環状シール28、第1、第2の侵入遮断シールとしての環状の漏洩防止リング29、30により構成されており、摺接リング26と摺接する摺動部としての環状シール摺接面28Aと、シール部材嵌合溝底面17B2と環状シール28とが向かい合う環状シール底面28Bとを貫通して連通路31が周方向等間隔に6ヶ所程度設けられている。本発明のシール装置は、シール部材としての環状シール28、第1、第2の侵入遮断シール29、30、連通路31、および環状シール底面28Bと第1、第2の侵入遮断シール29、30と、シール部材嵌合溝17B1の底部17B2とで形成された密閉室としての背圧室32とより構成されている。
【0040】
また、環状シール28は、固定スクロール4Bと旋回スクロール17Bとの間を気密にシールするために、周方向に継ぎ目のないリングとして形成されている。さらに、環状シール28の軸方向一面である環状シール摺接面28Aを摺動部として用いている。
【0041】
そして、環状シール28の径方向幅h1は、環状シール28が熱膨張をした場合にもシール部材嵌合溝17B1内に許容できるよう、シール部材嵌合溝17B1の径方向幅h2よりも小となるよう構成し、環状シール28とシール部材嵌合溝17B1の径方向に生じる隙間には漏洩防止リング29、30を配設することにより、隙間を無くしている。
【0042】
さらに、漏洩防止リング29は、最外周側の圧縮室20B1内の圧力が連通路31を通ることなく直接シール部材嵌合溝17B1と接触シール27との間にできる背圧室32に侵入するのを防止する。
【0043】
ここで、連通路31について詳述する。連通路31は、接触シール27を摺接リング26に向けて押し上げるための圧縮空気を環状シール摺接面の開口31Aから背圧室32側の開口31Bに向けて導入する通路として形成されるものである。また、連通路31は、複数環状シール28に形成され、図2に示すように、高圧側である最外周側の圧縮室20B1から低圧側の外周室40に傾斜するよう構成されている。
【0044】
33は低圧側の固定スクロール4Aと旋回スクロール17Aとの摺動面間に設けられた他のシール部材で、該シール部材33は、横断面が略長方形状をなしたフェイスシール等のシールリングとして形成されている。なお、このシール部材33も接触シール27と同様のシールとしてもよい。
【0045】
本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は上述したような構成を有するもので、次に、このスクロール式空気圧縮機の動作について説明する。
【0046】
まず、電動機11のロータ13を回転すると、該ロータ13と一体となった回転軸14は、ロータ13と一体に回転運動を行なう。そして、この回転運動によって軸線O2−O2をもった旋回軸15は、軸線O1−O1をもった回転軸14内で寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行なう。これにより、旋回軸15の両端に設けた旋回スクロール17A、17Bは、固定スクロール4A、4Bに対して寸法δの旋回半径をもった旋回動作を行なう。
【0047】
この結果、低圧側となる第1の固定スクロール4Aと第1の旋回スクロール17Aとの間で圧縮された低圧の圧縮空気は、吐出口10Aから配管25Aを通じて中間冷却器22で冷却された後、配管25Bを通じて高圧側となる第2の固定スクロール4Bの吸込口9Bから第2の固定スクロール4Bと第2の旋回スクロール17Bとの間の圧縮室20B内に導かれる。
【0048】
そして、固定スクロール4Bと旋回スクロール17Bとの間に吸込口9Bから流入した低圧の圧縮空気は、再び圧縮室20B内で圧縮されて高圧の圧縮空気となり、吐出口10Bからタンク(図示せず)等に貯留される。
【0049】
ここで、第2の固定スクロール4Bと第2の旋回スクロール17Bとの間の各圧縮室20Bのうち図1に示す最外周側の圧縮室20B1は、外気よりもかなり高圧となっているから、最外周側の圧縮室20B1内の高圧な圧縮空気は外部に漏洩し易くなる。
【0050】
然るに、本実施の形態では、図2に示すように、高圧側となる第2の旋回スクロール17Bにシール部材嵌合溝17B1を設け、その溝17B1に接触シール27を挿嵌させ、第2の固定スクロール4Bと第2の旋回スクロール17B(摺接リング26)との摺動面間をシールする。
【0051】
そして、接触シール27の環状シール28に設けられた連通路31を介して、最外周側の圧縮室20B1の圧縮空気を背圧室32に誘導することにより、環状シール28は押付力f1をもって摺接リング26に押圧する。
【0052】
ここで、押付力f1について図4を用いて詳述する。図4は、環状シール摺接面28Aの径方向位置に対する圧力勾配を示すグラフで、つまり密閉室としての背圧室32に連通路31を介して導入される圧力変化を示すグラフである。
【0053】
本グラフは、高圧側の圧力を0.4MPa、低圧側の圧力を0.1013MPaとし、0.005m(5mm)の幅である環状シール28をシール部材嵌合溝17B1に取付け、また一側部材と他側部材との微小隙間を0.005mmとした場合の微小隙間での圧力勾配を求めたものである。そして、この横軸(通路長さ)が環状シール28の高圧側端から連通路開口31Aの高圧側の位置31A1までの長さに該当する。押圧力f1は、このグラフが示す値(背圧室32の圧力)と摺接リング26側から押し返す環状シール摺接面28Aに作用する力の差である。
【0054】
新品時の環状シール摺接面28Aに設けられた連通路の開口31A高圧側の位置31A1は、径方向中心側(高圧側端)からL1だけしか離れていない位置にあり、背圧室32に導入される圧力は、最外周側の圧縮室20B1の圧力とほぼ近い値となり、この時点での押圧力f1は、背圧室32内圧力と環状シール摺接面28Aに作用する力の差となる。
【0055】
ある程度の時間摺動運動をした後は、図3に示すように、環状シール28が摩耗し、その軸方向長さが新品時と比して短くなる。そして連通路31は、環状シール28に傾斜して設けられているため、環状シール摺接面28Aに設けられた連通路の開口31A高圧側の位置31A1は、径方向中心側(高圧側)からL2だけ離れた位置になり、その押付力f1は、新品時よりも最外周側の圧縮室20B1から遠ざかった分だけ弱くなる。
【0056】
ここで、環状シール28の経時変化について説明する。スクロール圧縮機1の新品時は、押圧力f1が強く摺接リングの摺接面26Aと環状シール摺接面28Aにある微小凹凸により、環状シール摺接面28Aが急速に摩耗する。所定時間が経過すると、環状シール摺接面28Aおよび摺接リング26の接触面ともに接触する面同士が馴染んでくるとともに押圧力f1が減少するため、環状シール28の摩耗量は新品時と比して大幅に減少する。また、新品時は環状シール接触面28Aおよび摺接リング26の接触面に微小凹凸があるため、押圧力f1が大きくないと、漏れ量が増えてしまうという問題があるが、ある程度の時間使用した後は環状シール接触面28Aおよび摺接リング26の接触面が馴染み、また押圧力f1が小さくなり、押圧力f1は環状シール28が摩耗しない程度の力となる所で磨耗がほぼ停止する。なお、当然長期使用による摩耗は続くが、摩耗すればするほど押圧力が小さくなるので従来のシールと比べ格段に寿命が延びる。
【0057】
また、押圧力f1の調整を環状シール28に傾斜させて連通路31を設け、環状シール摺接面28Aが摩耗することにより、環状シール摺接面の開口31Aの位置を変化させ、押圧力f1を変化させているので、簡易な構成でシール性能を保ちながら、耐久性を高めることができる。
【0058】
さらには、加工公差により適用装置に個体差がある場合においても、それぞれの適用機械毎に環状シール28が摩耗しない程度の力となる所で磨耗がほぼ停止するので、適用機械の個体差によらず、安定したシール性能を発揮することができる。
【0059】
なお、本発明の実施の形態では、スクロール式流体機械として、駆動軸の両端に圧縮室を有し、一方の圧縮室で圧縮した後に、他方の圧縮室でさらに高い圧力に圧縮する構成のスクロール式流体機械を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばケーシングと、該ケーシングに設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールとからなる固定側部材と、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ、鏡板に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を画成する渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールとよりなる一段のスクロール式流体機械に適用してもよい。
【0060】
また、本発明の実施の形態では、駆動軸の両端に圧縮室を有し、一方の圧縮室で圧縮した後に、他方の圧縮室でさらに高い圧力に圧縮するスクロール式流体機械を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば特開平7−103151号に示すように軸方向に離間して対向配設され、それぞれの鏡板に渦巻き状のラップ部が形成された第1、第2の固定スクロールと、該固定スクロール間に旋回可能に設けられ、該各固定スクロールのラップ部との間でそれぞれ複数の圧縮室を画成するように、鏡板の軸方向両側面にそれぞれ渦巻き状のラップ部が形成された旋回スクロールとで構成されたタイプのスクロール式流体機械において、固定スクロールと旋回スクロールとが摺動する間に適用してもよい。また、特開平9−133087号に示すような全径回転式タイプのスクロール式流体機械において、2つのスクロールが摺動する間に適用してもよい。さらには、前述した2つのタイプのスクロール式流体機械および一般的なスクロール式流体機械を複数有し、順次圧縮する多段スクロール式流体機械においても、高圧側のスクロール式流体機械の2つのスクロールが摺動する間に適用してもよい。
【0061】
また、本発明の実施の形態では、スクロール式流体機械としてスクロール空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばスクロール式流体機械を真空ポンプとして使用した場合にも適用できる。その場合には、連通路31を高圧側である外気から低圧側である圧縮室に向けて傾斜する傾斜部を設けるよう構成する。このように構成したことにより、本発明の効果と同様の効果を生じることができる。
【0062】
また、本発明の実施の形態では、図2に示すように、連通路31を高圧側である最外周側の圧縮室20B1近傍から低圧側である外気に向けて傾斜するよう設けているが、これに限らず、連通路開口31Aの高圧側の位置31A1が摩耗に従い徐々に低圧側に移動していくような形状であればよく、例えば図5に示すように上面が開口した階段状に形成しても本発明と同様の効果を生じることができる。また、図6に示すように連通路31を第2の侵入遮断シール30をよけるようにくの字に曲げて設けるよう形成しても本発明と同様の効果を生じることができる。また、連通路31の背圧室32側の開口31Bは環状シール底面28Bだけでなく、環状シール28の径方向一面に設けるよう構成してもよい。但し、その場合には、環状シール28の径方向一面のうち、密閉室としての背圧室32と接する位置とする。
【0063】
また、本発明の実施の形態では、図2に示すように、環状シール28の径方向一面にOリング嵌合溝を設け、該Oリング嵌合溝に第1、第2の侵入遮断シール29、30を挿嵌する構成としているが、これに限らず、図7に示すように第2の侵入遮断シール30は、Oリング等のシール部材を設けることなく、高圧側の圧縮流体の圧力を利用して環状シール部材28を溝17B1に押付けることにより第2の侵入遮断シールとなるよう構成してもよい。また、第1、第2の侵入遮断シール29、30の位置は、環状シール28の径方向一面でなく、環状シール底面28Bに設けてもよい。その場合には、第1、第2の侵入遮断シール29、30が背圧室32内の圧力により移動しないよう、環状シール28をシール部材嵌合溝底面17B2に接着する等の方法により固定する必要がある。
【0064】
また、本発明の実施の形態では、環状シール28の軸方向一面を摺動部として用いるタイプの一例として、スクロール式流体機械に適用した場合について説明したが、これに限らず例えば、シリンダとピストンが摺動運動することにより圧縮空気を生成する圧縮機に用いても同様の効果を生じることができる。但し、シール部材の径方向一面を摺動部として用いた場合には、摺動運動によりシール部材が摩耗したときに、外径もしくは内径を新品の時と同等に保つため、径が広がる、もしくは縮まるシール部材を用いる必要がある。径方向の伸縮が可能なシール部材として、一般的にはあい口シールが用いられているが、あい口部を工夫し、該あい口部より最外周側の圧縮室20B1の圧縮流体が直接背圧室32に侵入しないようにする必要がある。
【0065】
また、本発明の実施の形態では連通路31を介して密閉室としての背圧室32に圧縮流体を供給し、相手面に対し接触シール27を押圧する構成としているので、摺動運動を開始してから圧縮流体が供給されるまでの間は、接触シール27が相手面に対し押圧されないことになる。しかし、第1、第2の侵入遮断シールとしてゴム製のOリングなど摩擦力が大きく、環状シール28の位置を規制する能力を有するシールを用いることにより、摺動運動が止まり、密閉室の圧力が低下しても、環状シール28は他側部材と接触した状態を保つので、摺動運動を開始した直後の圧縮流体の漏洩を防止することができる。
【0066】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明では、シール部材の磨耗に従い、連通路の開口の高圧側端部が低圧側に移動することになり、密閉室の圧力が低下し、押圧力を小さくすることができるので、最適な押圧力とすることができる。よって、摺動抵抗を抑えることができ、また、シール部材の摩耗も低減することができ、耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図2】図1中のa部を拡大して示す要部拡大縦断面図である。(新品時)
【図3】図1中のa部を拡大して示す要部拡大縦断面図である。(ある程度の時間使用した後)
【図4】本発明の実施の形態による環状シール摺接面28Aの径方向位置に対する圧力勾配を示すグラフである。
【図5】本発明の他の実施の形態として連通路31の開口31A高圧側の位置31A1を階段状に形成した場合の環状シール28の断面図である。
【図6】本発明の他の実施の形態として連通路31をくの字状に形成した場合の環状シール28の断面図である。
【図7】本発明の他の実施の形態として第2の侵入遮断シール30を溝17B1と環状シール28とで形成した場合の環状シール28の断面図である。
【符号の説明】
4B 固定スクロール(他側部材)
6A、6B、19A、19B ラップ部
17B 旋回スクロール(一側部材)
17B1 シール部材嵌合溝(溝)
28 環状シール(シール部材)
29 第1の侵入遮断シール
30 第2の侵入遮断シール
31 連通路
31A1 連通路の高圧側端部の開口
32 背圧室(密閉室)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing device provided between sliding surfaces and provided at a location where a high-pressure side fluid and a low-pressure side fluid are blocked, and for example, relates to a sealing device suitably used for a scroll fluid machine.
[0002]
[Prior art]
In general, a scroll fluid machine is provided with a casing, a fixed scroll provided in the casing, a drive shaft rotatably provided in the casing, and a swingable shaft provided on the drive shaft in the casing. 2. Description of the Related Art A scroll scroll that is in sliding contact with a scroll in a collision state and a plurality of compression chambers defined between the swing scroll and a fixed scroll are known.
[0003]
In recent years, in order to increase the amount of compressed air, the following configuration is known (Patent Document 1).
[0004]
That is, the scroll-type fluid machine according to this prior art is provided with first and second fixed scrolls spaced apart in the axial direction of the casing, and the end plate has a spiral shape so as to face the first and second fixed scrolls. It is set as the structure provided with the said 1st, 2nd turning scroll by which the lap | wrap part of this was erected.
[0005]
By the way, when the scroll type fluid machine of the above-described prior art is used as a two-stage compressor, the fixed scroll discharge port serving as the low pressure side and the suction of the fixed scroll serving as the high pressure side among the first and second fixed scrolls. High pressure compressed air compressed in two stages by connecting the compressed air compressed between the fixed scroll on the low pressure side and the orbiting scroll between the fixed scroll on the high pressure side and the orbiting scroll. Is stored in a tank or the like.
[0006]
However, in such a two-stage scroll type fluid machine, the compression chamber on the outermost peripheral side of the high-pressure side has a pressure higher than the atmospheric pressure. There exists a possibility that it may leak, and there exists a problem that compression efficiency cannot be improved.
[0007]
In order to solve such problems, it is conceivable to use a seal (contact seal) as shown in the scroll compressor shown in Patent Document 2. This seal is a resin seal ring having a substantially U-shaped cross-section with an inner diameter side opened in a groove on the outer peripheral side of the end plate of the orbiting scroll so that the internal compressed fluid does not leak to the outside from the outermost compression chamber. Is provided. Further, a spring member is provided on the inner diameter side of the seal ring. This seal is provided with a minute gap between the sliding surfaces on the inner diameter side so that the compressed fluid in the compression chamber on the outermost peripheral side flows, and the seal ring and the spring member are opened by the compressed fluid. The sliding surface is pressed against the mating sliding surface.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-356193 A
[Patent Document 2]
JP 2002-081388 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the above-mentioned problem is solved by using a seal as shown in Patent Document 2, the seal shown in Patent Document 2 has an average spring force set in advance, so Due to processing tolerances such as the thickness of the ring and the gap between the sliding surfaces, the seal ring may be pressed more than necessary against the mating surface. In this case, there is a problem that the sliding resistance increases.
[0010]
In addition, the pressing force on the mating surface of the seal ring is determined so that it will function well from the beginning of a new product. May cause problems such as loss of sliding resistance and a decrease in durability of the seal ring.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and in a sealing device used between sliding surfaces defined on a high pressure side and a low pressure side, the sealing member is pressed against the mating sliding surface with an optimal pressing force. Accordingly, an object of the present invention is to provide a sealing device that has reduced sliding resistance and improved durability.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  To solve the above-mentioned problemsInvention of Claim 1Is provided between the one side member, the other side member disposed opposite to the one side member and sliding, and between the one side member and the other side member. A sealing device comprising: a groove provided on a sliding surface of the one-side member; a sealing member inserted into the groove; and provided between the sealing member and the groove; A first intrusion-blocking seal for blocking pressure intrusion, a second intrusion-blocking seal for blocking pressure intrusion on the low-pressure side, the first and second intrusion-blocking seals, the groove bottom side, and the A sealed chamber formed by a sealing member;A communication path provided in the seal member so as to communicate the sealing chamber side and the sliding surface side of the seal member, and the communication path is a high-pressure side end of the opening on the sliding part side The part is configured to move to the low pressure side according to the wear of the seal memberIt is to have done.
[0013]
In order to solve the above-described problem, the invention of claim 4 includes a one-side member, an other-side member arranged to face the one-side member and sliding, and the one-side member and the other-side member. A sealing device provided between the high pressure side and the low pressure side, the annular groove provided on the sliding surface of the one side member, and being fitted into the groove; An annular seal member sliding with the other side member;
A first intrusion blocking seal that is provided between the seal member and the groove and blocks the pressure intrusion on the high pressure side; a second intrusion blocking seal that blocks the pressure intrusion on the low pressure side; 1. A sealing chamber formed by the second intrusion blocking seal, the groove bottom side and the sealing member, and the sealing chamber side and sliding surface side of the sealing member are provided in the sealing member so as to communicate with each other. The communication path is provided with an inclined portion that is inclined from the high-pressure side to the low-pressure side from the sliding surface side to the sealed chamber.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a case where the sealing device of the present invention is applied to a scroll type air compressor will be described as an example, and will be described in detail with reference to FIGS.
[0025]
1 is a cylindrical casing that forms the outer frame of a scroll type air compressor. The casing 1 is fixed to a casing body 2 having an axis O1-O1 and both ends of the casing body 2 as shown in FIG. It is comprised by the left and right bearing attachment cylinder parts 3A and 3B. The bearing mounting cylinder portion 3A is composed of an annular portion 3A1 and a cylinder portion 3A2. Further, the bearing mounting cylinder part 3B is also constituted by an annular part 3B1 and a cylinder part 3B2.
[0026]
Reference numerals 4A and 4B denote first and second fixed scrolls fixedly provided at both ends of the casing 1, respectively. The first fixed scroll 4A is formed in a substantially disc shape and the center is the axis O1 of the casing 1. End plate 5A disposed so as to coincide with -O1, spiral wrap portion 6A standing on the surface of end plate 5A, and axial direction so as to surround wrap portion 6A from the outer peripheral side of end plate 5A And a flange portion 8A protruding radially outward from the outer peripheral side of the cylinder portion 7A.
[0027]
In the fixed scroll 4A, the flange portion 8A is integrally attached to the opening end of the cylindrical portion 3A2 of the bearing mounting cylindrical portion 3A via a bolt (not shown) or the like. The fixed scroll 4A is provided with a first suction port 9A located on the outer peripheral side thereof, and a first discharge port 10A is provided on the center side of the end plate 5A.
[0028]
The second fixed scroll 4B (other side member) is also provided with an end plate 5B, a wrap portion 6B, a cylinder portion 7B, a flange portion 8B, a second suction port 9B, and a second discharge port 10B.
[0029]
An electric motor 11 is provided between the fixed scrolls 4 </ b> A and 4 </ b> B and provided in the casing body 2. The electric motor 11 includes a stator 12 fixedly provided on the inner peripheral side of the casing main body 2, and the stator 12. The rotor 13 is rotatably arranged on the inner peripheral side. The axis of the stator 12 and the axis of the rotor 13 are arranged on the same axis as the axis O 1 -O 1 of the casing 1. The electric motor 11 drives the rotary shaft 14 by rotating the rotor 13.
[0030]
Reference numeral 14 denotes a rotating shaft that is rotatably provided between the annular portion 3A1 of the bearing mounting cylinder portion 3A and the annular portion 3B1 of the bearing mounting cylinder portion 3B, and constitutes an output shaft together with a turning shaft 15 described later. Is formed as a hollow shaft body and is inserted and provided on the inner peripheral side of the rotor 13 of the electric motor 11. The rotating shaft 14 is rotatably provided at both ends in the annular portions 3A1, 3B1 of the bearing mounting cylinder portions 3A, 3B.
[0031]
Reference numeral 15 denotes a revolving shaft provided between orbiting scrolls 17A and 17B, which will be described later. The revolving shaft 15 is formed as a solid cylindrical body on an eccentric axis O2-O2 eccentric from the axis O1-O1 by a dimension δ. Has been placed. Further, the turning shaft 15 has an intermediate portion in the axial direction as a large-diameter shaft portion 16, and both side portions in the axial direction as small-diameter shaft portions 16A and 16B. The small-diameter shaft portions 16 </ b> A and 16 </ b> B of the turning shaft 15 are rotatably supported on both end sides of the rotating shaft 14 and constitute an output shaft of the electric motor 11 together with the rotating shaft 14.
[0032]
Reference numerals 17A and 17B denote first and second orbiting scrolls which are provided in the casing 1 so as to be opposed to the fixed scroll 4A. The first orbiting scroll 17A and the first fixed scroll 4A are arranged on the low pressure side. It constitutes an air compressor. And the 1st turning scroll 17A is comprised by the end plate 18A, the spiral-shaped lap | wrap part 19A, etc. similarly to the 1st fixed scroll 4A.
[0033]
The orbiting scroll 17A is disposed so that the lap portion 19A overlaps the wrap portion 6A of the fixed scroll 4A by a predetermined angle (for example, 180 degrees), and a plurality of compression chambers are provided between the wrap portions 6A and 19A. 20A is defined.
[0034]
Further, the orbiting scroll 17A is provided with a boss portion 21A located at the center of the back surface thereof. A small-diameter shaft portion 16A of the pivot shaft 15 is fixedly attached to the boss portion 21A by press-fitting or bolting.
[0035]
The second orbiting scroll 17B (one side member) forms a high-pressure side air compressor together with the second fixed scroll 4B. The second orbiting scroll 17B is also roughly constituted by an end plate 18B, a lap portion 19B, and a boss portion 21B. In the boss portion 21B, a small-diameter shaft portion 16B of the orbiting shaft 15 is press-fitted or bolted. It is fixedly installed.
[0036]
Further, the second orbiting scroll 17B defines a plurality of compression chambers 20B with the second fixed scroll 4B, and the compression chamber 20B1 on the outermost peripheral side among these compression chambers 20B is shown in FIG. Thus, the inlet 9B of the fixed scroll 4B is always in communication. A seal member fitting groove 17B1 (groove) to which a contact seal 27 described later is attached is provided on the outer peripheral side of the back surface of the orbiting scroll 17B.
[0037]
An intermediate cooler 22 is provided between the first discharge port 10A and the second suction port 9B. The intermediate cooler 22 is constituted by a cooling device including, for example, a heat exchanger 23 and a fan 24. The pipes 25A and 25B are connected between the first discharge port 10A and the second suction port 9B. The intermediate cooler 22 cools the high-temperature discharged air discharged from the discharge port 10A through the pipes 25A and 25B, respectively, and guides it to the suction port 9B.
[0038]
Reference numeral 26 denotes a sliding contact ring provided on the outer peripheral side of the second fixed scroll 4B. The sliding contact ring 26 is formed in a flat ring shape from a metal material such as stainless steel. The sliding contact ring 26 is fitted into a ring mounting groove 4B1 provided on the flange portion 8B side of the fixed scroll 4B as shown in FIG. 2, and the surface thereof is a sliding contact surface with a contact seal 27 described later. Yes.
[0039]
A contact seal 27 is housed and mounted in a seal member fitting groove 17B1 (groove) of the second orbiting scroll 17B. The contact seal 27 includes a fixed scroll 4B on the high-pressure side and an orbiting scroll 17B on the high-pressure side. And the low pressure side of the outer peripheral chamber 40 are hermetically sealed. The outer peripheral chamber 40 is open to the atmosphere at a position (not shown) and is always at atmospheric pressure. The contact seal 27 includes an annular seal 28 as a seal member and annular leakage prevention rings 29 and 30 as first and second intrusion blocking seals. There are provided about six communication passages 31 at equal intervals in the circumferential direction through the annular seal sliding contact surface 28A, the seal member fitting groove bottom surface 17B2, and the annular seal bottom surface 28B facing the annular seal 28. The sealing device of the present invention includes an annular seal 28 as a sealing member, first and second intrusion blocking seals 29 and 30, a communication path 31, and an annular seal bottom surface 28B and the first and second intrusion blocking seals 29 and 30. And a back pressure chamber 32 as a sealed chamber formed by the bottom portion 17B2 of the seal member fitting groove 17B1.
[0040]
The annular seal 28 is formed as a seamless ring in the circumferential direction in order to hermetically seal between the fixed scroll 4B and the orbiting scroll 17B. Furthermore, an annular seal sliding contact surface 28A, which is one axial surface of the annular seal 28, is used as the sliding portion.
[0041]
The radial width h1 of the annular seal 28 is smaller than the radial width h2 of the seal member fitting groove 17B1 so that the annular seal 28 can be allowed to enter the seal member fitting groove 17B1 even when the annular seal 28 is thermally expanded. The gap is eliminated by disposing the leakage prevention rings 29 and 30 in the radial gap between the annular seal 28 and the seal member fitting groove 17B1.
[0042]
Further, the leakage preventing ring 29 enters the back pressure chamber 32 where the pressure in the outermost peripheral compression chamber 20B1 does not pass through the communication passage 31 and is directly formed between the seal member fitting groove 17B1 and the contact seal 27. To prevent.
[0043]
Here, the communication path 31 will be described in detail. The communication path 31 is formed as a path for introducing compressed air for pushing up the contact seal 27 toward the sliding contact ring 26 from the opening 31A on the annular seal sliding contact surface toward the opening 31B on the back pressure chamber 32 side. It is. The communication passage 31 is formed in the plurality of annular seals 28 and is configured to incline from the outermost compression chamber 20B1 on the high pressure side to the outer peripheral chamber 40 on the low pressure side, as shown in FIG.
[0044]
Reference numeral 33 denotes another seal member provided between the sliding surfaces of the low-pressure side fixed scroll 4A and the orbiting scroll 17A. The seal member 33 is a seal ring such as a face seal having a substantially rectangular cross section. Is formed. The seal member 33 may also be a seal similar to the contact seal 27.
[0045]
The scroll type air compressor according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation of the scroll type air compressor will be described.
[0046]
First, when the rotor 13 of the electric motor 11 is rotated, the rotating shaft 14 integrated with the rotor 13 performs a rotating motion integrally with the rotor 13. As a result of this rotational movement, the turning shaft 15 having the axis O 2 -O 2 performs a turning movement having a turning radius of the dimension δ within the rotating shaft 14 having the axis O 1 -O 1. Thereby, the orbiting scrolls 17A and 17B provided at both ends of the orbiting shaft 15 perform the orbiting operation with the orbiting radius of the dimension δ with respect to the fixed scrolls 4A and 4B.
[0047]
As a result, after the low-pressure compressed air compressed between the first fixed scroll 4A on the low-pressure side and the first orbiting scroll 17A is cooled by the intermediate cooler 22 from the discharge port 10A through the pipe 25A, It is led into the compression chamber 20B between the second fixed scroll 4B and the second orbiting scroll 17B from the suction port 9B of the second fixed scroll 4B on the high pressure side through the pipe 25B.
[0048]
The low-pressure compressed air that has flowed from the suction port 9B between the fixed scroll 4B and the orbiting scroll 17B is compressed again in the compression chamber 20B to become high-pressure compressed air, and a tank (not shown) from the discharge port 10B. And so on.
[0049]
Here, among the compression chambers 20B between the second fixed scroll 4B and the second orbiting scroll 17B, the outermost compression chamber 20B1 shown in FIG. 1 has a considerably higher pressure than the outside air. High-pressure compressed air in the outermost peripheral compression chamber 20B1 is likely to leak to the outside.
[0050]
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the seal member fitting groove 17B1 is provided in the second orbiting scroll 17B on the high pressure side, and the contact seal 27 is inserted into the groove 17B1, and the second The space between the sliding surfaces of the fixed scroll 4B and the second orbiting scroll 17B (sliding contact ring 26) is sealed.
[0051]
Then, the annular seal 28 slides with a pressing force f1 by guiding the compressed air in the outermost circumferential compression chamber 20B1 to the back pressure chamber 32 through the communication passage 31 provided in the annular seal 28 of the contact seal 27. Press against the contact ring 26.
[0052]
Here, the pressing force f1 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a graph showing a pressure gradient with respect to the radial position of the annular seal sliding contact surface 28A, that is, a graph showing a pressure change introduced into the back pressure chamber 32 as a sealed chamber via the communication passage 31.
[0053]
In this graph, the pressure on the high pressure side is 0.4 MPa, the pressure on the low pressure side is 0.1013 MPa, an annular seal 28 having a width of 0.005 m (5 mm) is attached to the seal member fitting groove 17B1, and the one side member And the pressure gradient in the minute gap when the minute gap between the first member and the other member is 0.005 mm. The horizontal axis (passage length) corresponds to the length from the high pressure side end of the annular seal 28 to the high pressure side position 31A1 of the communication passage opening 31A. The pressing force f1 is the difference between the value (pressure in the back pressure chamber 32) indicated by this graph and the force acting on the annular seal sliding contact surface 28A that is pushed back from the sliding contact ring 26 side.
[0054]
The position 31A1 on the high pressure side of the communication passage opening 31A provided on the annular seal sliding contact surface 28A when new is located at a position that is only L1 away from the radial center side (high pressure side end). The pressure to be introduced is substantially close to the pressure in the outermost compression chamber 20B1, and the pressing force f1 at this time is the difference between the pressure in the back pressure chamber 32 and the force acting on the annular seal sliding contact surface 28A. Become.
[0055]
After the sliding movement for a certain period of time, as shown in FIG. 3, the annular seal 28 is worn, and its axial length becomes shorter than that of a new one. Since the communication path 31 is inclined to the annular seal 28, the position 31A1 on the high pressure side of the communication path opening 31A provided on the annular seal sliding contact surface 28A is from the radial center side (high pressure side). The pressing force f1 becomes weaker by the distance away from the outermost compression chamber 20B1 than when it is new.
[0056]
Here, the temporal change of the annular seal 28 will be described. When the scroll compressor 1 is new, the pressing force f1 is strong, and the annular seal sliding contact surface 28A is rapidly worn by the minute irregularities on the sliding contact surface 26A of the sliding contact ring and the annular seal sliding contact surface 28A. When a predetermined time elapses, both the contact surfaces of the annular seal slidable contact surface 28A and the slidable contact ring 26 come into contact with each other, and the pressing force f1 is reduced. Greatly reduced. In addition, since there is a minute unevenness on the contact surface of the annular seal contact surface 28A and the sliding contact ring 26 when it is new, there is a problem that the amount of leakage increases if the pressing force f1 is not large, but it has been used for some time. Thereafter, the contact surface of the annular seal contact surface 28A and the contact surface of the slidable ring 26 become familiar, and the pressing force f1 becomes small, and the wear almost stops at the place where the pressing force f1 becomes a force that does not wear the annular seal 28. Of course, wear due to long-term use continues, but the longer the wear is, the smaller the pressing force becomes, so that the service life is significantly extended compared to conventional seals.
[0057]
Also, the adjustment of the pressing force f1 is inclined to the annular seal 28 to provide the communication path 31, and the annular seal sliding contact surface 28A wears, thereby changing the position of the opening 31A of the annular seal sliding contact surface, and the pressing force f1. Therefore, durability can be enhanced while maintaining sealing performance with a simple configuration.
[0058]
Further, even when there are individual differences in the application devices due to processing tolerances, the wear almost stops at a place where the annular seal 28 does not wear for each application machine. Therefore, stable sealing performance can be exhibited.
[0059]
In the embodiment of the present invention, as a scroll type fluid machine, a scroll having a compression chamber at both ends of a drive shaft, compressed in one compression chamber, and then compressed to a higher pressure in the other compression chamber. A fluid-type fluid machine has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the fixed side member including a casing, a fixed scroll provided on the casing and having a spiral wrap portion standing on the end plate, and the casing is rotatably provided. A driving shaft and a orbiting scroll provided on the front end side of the driving shaft so as to be pivotable and having a spiral wrap portion standing on the end plate so as to overlap the wrap portion of the fixed scroll and define a plurality of compression chambers; The present invention may be applied to a single-stage scroll fluid machine.
[0060]
In the embodiment of the present invention, a scroll fluid machine having compression chambers at both ends of a drive shaft, compressing in one compression chamber, and compressing to a higher pressure in the other compression chamber is taken as an example. explained. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-103151, the first and second components are arranged opposite to each other in the axial direction, and spiral end wrap portions are formed on the respective end plates. The fixed scroll and the fixed scroll are provided so as to be pivotable. A plurality of compression chambers are defined between the fixed scroll and the wrap portion of each fixed scroll. In a scroll type fluid machine constituted by a orbiting scroll in which a wrap portion is formed, the present invention may be applied while the fixed scroll and the orbiting scroll slide. Further, in a full-diameter rotary type scroll type fluid machine as disclosed in JP-A-9-133307, the present invention may be applied while two scrolls slide. Furthermore, even in a multistage scroll fluid machine that has a plurality of scroll fluid machines of the above two types and a general scroll fluid machine and compresses sequentially, the two scrolls of the high pressure side scroll fluid machine are slid. It may be applied while moving.
[0061]
In the embodiments of the present invention, the scroll air compressor is described as an example of the scroll fluid machine. However, the present invention is not limited to this. For example, the scroll fluid machine may be used as a vacuum pump. Applicable. In that case, the communication path 31 is configured to be provided with an inclined portion that is inclined from the outside air on the high pressure side toward the compression chamber on the low pressure side. By comprising in this way, the effect similar to the effect of this invention can be produced.
[0062]
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the communication path 31 is provided so as to be inclined from the vicinity of the outermost peripheral compression chamber 20B1 on the high pressure side toward the outside air on the low pressure side. However, the present invention is not limited to this, and any shape is acceptable as long as the position 31A1 on the high pressure side of the communication passage opening 31A gradually moves to the low pressure side as it wears. For example, as shown in FIG. However, the same effect as the present invention can be produced. In addition, as shown in FIG. 6, the same effect as that of the present invention can be obtained by forming the communication path 31 so as to be bent in a U shape so as to avoid the second intrusion blocking seal 30. Further, the opening 31B on the back pressure chamber 32 side of the communication passage 31 may be provided not only on the annular seal bottom surface 28B but also on one surface in the radial direction of the annular seal 28. However, in that case, it is set as a position in contact with the back pressure chamber 32 as a sealed chamber on one surface in the radial direction of the annular seal 28.
[0063]
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, an O-ring fitting groove is provided on one surface in the radial direction of the annular seal 28, and the first and second intrusion blocking seals 29 are provided in the O-ring fitting groove. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 7, the second intrusion-blocking seal 30 can adjust the pressure of the compressed fluid on the high-pressure side without providing a seal member such as an O-ring. By utilizing the annular seal member 28 against the groove 17B1, the second intrusion blocking seal may be formed. Further, the positions of the first and second intrusion blocking seals 29 and 30 may be provided on the annular seal bottom surface 28 </ b> B instead of the one surface in the radial direction of the annular seal 28. In that case, the annular seal 28 is fixed by a method such as adhering to the bottom surface 17B2 of the seal member fitting groove so that the first and second intrusion blocking seals 29, 30 do not move due to the pressure in the back pressure chamber 32. There is a need.
[0064]
Further, in the embodiment of the present invention, the case where it is applied to a scroll type fluid machine is described as an example of a type in which one axial surface of the annular seal 28 is used as a sliding portion. The same effect can be obtained even when the compressor is used in a compressor that generates compressed air by sliding movement. However, when one surface in the radial direction of the seal member is used as a sliding part, the diameter increases to keep the outer diameter or inner diameter equal to that of a new article when the seal member is worn by sliding movement, or It is necessary to use a seal member that shrinks. As a sealing member capable of expanding and contracting in the radial direction, a mouth seal is generally used. However, the mouth portion is devised so that the compressed fluid in the compression chamber 20B1 on the outermost peripheral side from the mouth portion is directly backed. It is necessary not to enter the pressure chamber 32.
[0065]
Further, in the embodiment of the present invention, the compressed fluid is supplied to the back pressure chamber 32 as the sealed chamber via the communication path 31 and the contact seal 27 is pressed against the mating surface, so the sliding motion is started. Then, the contact seal 27 is not pressed against the mating surface until the compressed fluid is supplied. However, by using a seal having a large frictional force such as a rubber O-ring as the first and second intrusion blocking seals and capable of regulating the position of the annular seal 28, the sliding motion is stopped and the pressure in the sealed chamber is reduced. Since the annular seal 28 remains in contact with the other member even if the pressure decreases, the leakage of the compressed fluid immediately after starting the sliding motion can be prevented.
[0066]
【The invention's effect】
  As detailed above,In the present invention, according to the wear of the seal member, the high pressure side end of the opening of the communication path will move to the low pressure side, the pressure of the sealed chamber is reduced, and the pressing force can be reduced,The optimum pressing force can be obtained. Therefore, sliding resistance can be suppressed, wear of the seal member can be reduced, and durability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a scroll type air compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a main part showing an a part in FIG. 1 in an enlarged manner. (When new)
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing a main part of a part a in FIG. 1; (After using for some time)
FIG. 4 is a graph showing a pressure gradient with respect to a radial position of an annular seal sliding contact surface 28A according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the annular seal 28 when a position 31A1 on the high pressure side of the opening 31A of the communication passage 31 is formed in a stepped manner as another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an annular seal 28 when a communication path 31 is formed in a U shape as another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of the annular seal 28 when a second intrusion blocking seal 30 is formed by the groove 17B1 and the annular seal 28 as another embodiment of the present invention. FIG.
[Explanation of symbols]
4B Fixed scroll (other side member)
6A, 6B, 19A, 19B Wrap
17B orbiting scroll (one side member)
17B1 Sealing member fitting groove (groove)
28 Annular seal (seal member)
29 First intrusion blocking seal
30 Second intrusion blocking seal
31 passage
31A1 Opening at the high pressure side end of the communication path
32 Back pressure chamber (sealed chamber)

Claims (6)

一側部材と、
該一側部材と対向して配置され摺動運動する他側部材と、
前記一側部材と前記他側部材との間に設けられ、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、
前記一側部材の摺動面に設けられた溝と、
該溝内に挿嵌されるシール部材と、
該シール部材と前記溝の間に設けられ、前記高圧側の圧力の侵入を遮断する第1の侵入遮断シールと、
前記低圧側の圧力の侵入を遮断する第2の侵入遮断シールと、
該第1、第2の侵入遮断シールと前記溝底部側と前記シール部材とで形成される密閉室と、
前記シール部材の前記密閉室側と摺動部側とを連通するように前記シール部材に設けられた連通路と、から構成され、
前記連通路は、前記摺動面側の開口の高圧側端部が、前記シール部材の摩耗に従い低圧側に移動するように構成されたことを特徴とするシール装置。
One side member;
The other side member arranged to face the one side member and slidingly moves;
A sealing device provided between the one side member and the other side member and defining a high pressure side and a low pressure side;
A groove provided on the sliding surface of the one side member;
A sealing member inserted into the groove;
A first intrusion blocking seal that is provided between the seal member and the groove and blocks intrusion of pressure on the high pressure side;
A second intrusion blocking seal that blocks intrusion of pressure on the low pressure side;
A sealed chamber formed by the first and second intrusion blocking seals, the groove bottom side and the seal member;
A communication path provided in the seal member so as to communicate the sealed chamber side and the sliding portion side of the seal member;
The said communication path is comprised so that the high voltage | pressure side edge part of opening of the said sliding surface side may be moved to the low voltage | pressure side according to abrasion of the said sealing member .
前記連通路に、前記摺動側から前記密閉室に向けて、高圧側から低圧側に傾斜する傾斜部分を設けたことを特徴とする請求項に記載のシール装置。The sealing device according to claim 1 , wherein an inclined portion that is inclined from the high pressure side to the low pressure side is provided in the communication path from the sliding surface side toward the sealed chamber. 前記シール部材は環状であって、該シール部材の軸方向一面を摺動としたことを特徴とする請求項1または2に記載のシール装置。The sealing member is an annular seal assembly as claimed in claim 1 or 2, characterized in that a sliding surface of one axial side of the seal member. 一側部材と、  One side member;
該一側部材と対向して配置され摺動運動する他側部材と、  The other side member arranged to face the one side member and slidingly moves;
前記一側部材と前記他側部材との間に設けられ、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、  A sealing device provided between the one side member and the other side member and defining a high pressure side and a low pressure side;
前記一側部材の摺動面に設けられた環状の溝と、  An annular groove provided on the sliding surface of the one side member;
該溝内に挿嵌され、軸方向一面が前記他側部材と摺接する環状のシール部材と、  An annular seal member that is inserted into the groove and has one axial surface in sliding contact with the other side member;
該シール部材と前記溝の間に設けられ、前記高圧側の圧力の侵入を遮断する第1の侵入遮断シールと、  A first intrusion blocking seal that is provided between the seal member and the groove and blocks intrusion of pressure on the high pressure side;
前記低圧側の圧力の侵入を遮断する第2の侵入遮断シールと、  A second intrusion blocking seal that blocks intrusion of pressure on the low pressure side;
該第1、第2の侵入遮断シールと前記溝底部側と前記シール部材とで形成される密閉室と、  A sealed chamber formed by the first and second intrusion blocking seals, the groove bottom side and the seal member;
前記シール部材の前記密閉室側と摺動面側とを連通するように前記シール部材に設けられた連通路と、から構成され、  A communication path provided in the seal member so as to communicate the sealed chamber side and the sliding surface side of the seal member;
前記連通路には、前記摺動面側から前記密閉室に向けて、高圧側から低圧側に傾斜する傾斜部分を設けたことを特徴とするシール装置。  The sealing device according to claim 1, wherein the communication path is provided with an inclined portion inclined from the high pressure side to the low pressure side from the sliding surface side toward the sealed chamber.
2つのスクロールのラップ部が重なり合って圧縮室を形成し、旋回運動する間に外部から吸込んだ流体を圧縮するスクロール式流体機械であって、
前記2つのスクロールの間に設けられ、外部と圧縮室を画成するシール装置として請求項1及至4のいずれかに記載のシール装置を用いたことを特徴とするスクロール式流体機械。
A scroll type fluid machine that compresses fluid sucked from outside during a swiveling motion by forming a compression chamber by overlapping the lap portions of two scrolls,
A scroll type fluid machine using the seal device according to any one of claims 1 to 4 as a seal device provided between the two scrolls and defining a compression chamber with the outside.
スクロール式流体機械を複数有し、順次圧縮する多段スクロール式流体機械であって、
該多段スクロール式流体機械のうち2段目以降に請求項5のスクロール式流体機械を用いたことを特徴とする多段スクロール式流体機械。
A multi-stage scroll type fluid machine that has a plurality of scroll type fluid machines and compresses sequentially,
A multi-stage scroll type fluid machine using the scroll type fluid machine according to claim 5 in the second and subsequent stages of the multi-stage scroll type fluid machine.
JP2003097288A 2003-03-31 2003-03-31 SEALING DEVICE AND SCROLL TYPE FLUID MACHINE USING THE SEALING DEVICE Expired - Fee Related JP4168332B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003097288A JP4168332B2 (en) 2003-03-31 2003-03-31 SEALING DEVICE AND SCROLL TYPE FLUID MACHINE USING THE SEALING DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003097288A JP4168332B2 (en) 2003-03-31 2003-03-31 SEALING DEVICE AND SCROLL TYPE FLUID MACHINE USING THE SEALING DEVICE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004301093A JP2004301093A (en) 2004-10-28
JP4168332B2 true JP4168332B2 (en) 2008-10-22

Family

ID=33409119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003097288A Expired - Fee Related JP4168332B2 (en) 2003-03-31 2003-03-31 SEALING DEVICE AND SCROLL TYPE FLUID MACHINE USING THE SEALING DEVICE

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4168332B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007255283A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 Anest Iwata Corp Scroll fluid machine
JP5183938B2 (en) 2007-02-28 2013-04-17 株式会社日立産機システム Sealing device
DE102013208614A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Pfeiffer Vacuum Gmbh Device with at least one channel for guiding a gaseous or liquid operating medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004301093A (en) 2004-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5183938B2 (en) Sealing device
US9541083B2 (en) Scroll compressor including communication hole with improved back pressure chamber and back pressure hole locations
US7201568B2 (en) Scroll fluid machine
US20200102956A1 (en) Motor operated compressor
US6113373A (en) Scroll compressor having an annular seal for a stationary scroll pressure receiving surface
KR20180024037A (en) High-pressure shaft seal compressor and seal assembly retainer
EP3483446B1 (en) Scroll-type fluid machine
CN110462216B (en) Scroll compressor having a plurality of scroll members
US5427513A (en) Scroll type compressor having a displaced discharge port
EP1640615B1 (en) Rotary compressor
JP2005009332A (en) Scroll compressor
JP4168332B2 (en) SEALING DEVICE AND SCROLL TYPE FLUID MACHINE USING THE SEALING DEVICE
JP4822943B2 (en) Fluid machinery
US6592345B2 (en) Scroll compressor
US11231035B2 (en) Scroll compressor
JP2004116471A (en) Scroll type fluid machine
JPH0681781A (en) Scroll compressor
JP2003314474A (en) Scroll type fluid machine
JP3389753B2 (en) Scroll type fluid machine
KR101731449B1 (en) Scroll compressor
JP2015165116A (en) Scroll compressor
KR20200030390A (en) Motor operated compressor
JP2005163745A (en) Scroll compressor
CN111156166B (en) Scroll vacuum pump
JP4276024B2 (en) Scroll type fluid machine

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20041129

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050630

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20050704

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080326

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080415

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080616

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080708

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080723

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4168332

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130815

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees